数字电路第8章存储器
课后习题答案第8章_存储器和可编程逻辑器件
第8章半导体存储器和可编程逻辑器件8-1存储器按读写功能以及信息的可保存性分别分为哪几类？并简述各自的特点。
解答：存储器按读写功能可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。
随机存取存储器在工作过程中，既可从其任意单元读出信息，又可以把外部信息写入任意单元。
因此，它具有读、写方便的优点，但由于具有易失性，所以不利于数据的长期保存。
只读存储器在正常工作时其存储的数据固定不变，只能读出，不能随时写入。
ROM为非易失性器件，当器件断电时，所存储的数据不会丢失。
存储器按信息的可保存性可分为易失性存储器和非易失性存储器。
易失性存储器在系统关闭时会失去存储的信息，它需要持续的电源供应以维持数据。
非易失存储器在系统关闭或无电源供应时仍能保持数据信息。
8-2什么是SRAM？什么是DRAM？它们在工作原理、电路结构和读/写操作上有何特点？解答：SRAM（Static Random Access Memory）为静态随机存储器，其存储单元是在静态触发器的基础上附加控制电路构成的。
DRAM（Dynamic Random Access Memory）为动态随机存储器，常利用MOS管栅极电容的电荷存储效应来组成动态存储器，为了避免存储信息的丢失，必须定时地对电路进行动态刷新。
SRAM的数据由触发器记忆，只要不断电，数据就能保存，但其存储单元所用的管子数目多，因此功耗大，集成度受到限制。
DRAM一般采用MOS管的栅极电容来存储信息，由于电荷保存时间有限，为避免存储数据的丢失，必须由刷新电路定期刷新，但其存储单元所用的管子数目少，因此功耗小，集成度高。
SRAM速度非常快，但其价格较贵；DRAM的速度比SRAM慢，不过它比ROM 快。
8-3若RAM的存储矩阵为256字⨯4位，试问其地址线和数据线各为多少条？解答：存储矩阵为256字⨯4位的RAM地址线为8根，数据线为4根。
8-4某仪器的存储器有16位地址线，8位数据线，试计算其最大存储容量是多少？解答：最大存储容量为216⨯8=524288=512k bit（位）8-5用多少片256⨯4位的RAM可以组成一片2K⨯8位的RAM？试画出其逻辑图。
数字电路中的重点名词解释
数字电路中的重点名词解释数字电路是电路设计的一种重要形式，它利用数字信号进行信息处理和传输。
数字电路由多个数字元器件组成，如逻辑门、触发器和计数器等。
在数字电路中，有许多重要的名词需要解释和理解。
本文将对数字电路中的重点名词进行解释，帮助读者更好地理解数字电路的工作原理。
1. 逻辑门（Logic Gate）逻辑门是数字电路中最基本的组成单元之一。
它具有一定数量的输入和一个输出。
逻辑门根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。
常见的逻辑门有与门（AND Gate）、或门（OR Gate）、非门（NOT Gate）以及与非门（NAND Gate）等。
逻辑门的输出信号可以是高电平（表示1）或低电平（表示0），这取决于逻辑门的工作方式和输入信号的电平。
2. 触发器（Flip-flop）触发器是一种存储电路，也是数字电路中常用的组件之一。
触发器可以存储一个位（0或1），并将存储的位作为输出信号。
触发器具有时钟信号输入，通过时钟信号的边沿来改变存储的位。
常见的触发器包括RS触发器、D触发器和JK触发器等。
这些触发器根据输入信号的不同组合以及时钟信号的作用，可以实现不同的存储和传输功能。
3. 计数器（Counter）计数器是一种能够按照一定规律进行计数的数字电路。
它可以用于计数和计时等应用。
计数器根据输入的时钟信号进行计数，并将计数结果输出。
常见的计数器有二进制计数器、十进制计数器以及循环计数器等。
不同类型的计数器具有不同的计数规律和位数，可以根据具体需求选择合适的计数器。
4. 编码器（Encoder）和解码器（Decoder）编码器和解码器是数字电路中用于编码和解码信号的设备。
编码器将一组输入信号转换为相应的编码输出信号，而解码器则将编码的输入信号转换为原始输入信号输出。
编码器和解码器广泛应用于数字信号的传输和系统的控制等方面。
常见的编码器和解码器包括二进制-十进制编码器、BCD-七段数码管解码器等。
5. 多路复用器（Multiplexer）和译码器（Demultiplexer）多路复用器和译码器是数字电路中常见的数据选择和分配设备。
数字电子技术基础习题册答案
第7章 时序逻辑电路【7-1】已知时序逻辑电路如图所示，假设触发器的初始状态均为0。
(1 )写出电路的状态方程和输出方程。
(2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，说明其逻辑功能。
(3) 画出X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。
1J 1KC11J 1KC1Q 1Q 2CPXZ1图解：1．电路的状态方程和输出方程n 1n2n 11n 1Q Q Q X Q +=+n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21=2．分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表，见题表所示。
逻辑功能为 当X =0时，为2位二进制减法计数器；当X =1时，为3进制减法计数器。
3．X =1时，在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图(b)所示。
题表Q Q Z图(b)【7-2】电路如图所示，假设初始状态Q a Q b Q c =000。
(1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。
(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。
Q c图解：1．写出驱动方程1a a ==K J ncn a b b Q Q K J ⋅== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2．写出状态方程n a 1n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q QQ Q Q +=+ nc n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+3．列出状态转换表见题表，状态转换图如图(b)所示。
图7.2(b)表7.2状态转换表CP na nbc Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 16 0 0 0n4．由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。
【7-3】在二进制异步计数器中，请将正确的进位端或借位端（Q 或Q ）填入下表解：题表7-3下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位【7-4】电路如图(a)所示，假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。
脉冲与数字电路第八章 存储器与可编程逻辑器件
阵。
为 了存 取方便 ， 给 它们编上号。
32 行 编 号 为 X0 、
X1、…、X31， 32 列 编 号 为 Y0 、
Y1、…、Y31。
这 样每 一个存 储 单 元都有了一个固
定的编号，称为
地址。
2 ．地址译码器 —— 将寄存器 地址所对应的二进制数译 成有效的行选信号和列选 信号，从而选中该存储单 元。
8.2 随机存取存储器（RAM）
一． RAM的基本结构
由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、 片选控制等几部分组成。
地 址 码 输 入 片选 读 /写 控 制 输 入 /输 出 地 址 译 码 器
存 储矩 阵
读 /写 控 制器
1. 存储矩阵
图 中 ， 1024 个 字 排 列成 32×32 的矩
1．位扩展
三． RAM的容量扩展
用8片1024（1K）×1位RAM构成的1024×8位RAM系统。
I/O 0 I/O 1024×1R AM A0 A1 A0 A1 A9 R /W CS I/O1 I/O 1024×1R AM A0 A1 I/O7
... A
9
R /WC S
... A
...
I/O 1024×1R AM A0 A 1
tW C
ADD CS
写入单元的地址
R/W
t AS
tW P t
WR
I/O
写入数据
t DW t DH
读出操作过程如下： （1）欲写入单元的地址加到存储器的地址输入端； （2）加入有效的选片信号CS； （3）将待写入的数据加到数据输入端。 （3）在 线上加低电平，进入写工作状态； （4）让选片信号CS无效，I/O端呈高阻态。
数字电子技术第8章存储器与可编程逻辑器件习题及答案
第8章存储器与可编程逻辑器件8.1存储器概述自测练习1．存储器中可以保存的最小数据单位是（）。
（a）位（b）字节（c）字2．指出下列存储器各有多少个基本存储单元？多少存储单元？多少字？字长多少？（a） 2K×8位（）（）（）（）（b） 256×2位（）（）（）（）（c） 1M×4位（）（）（）（）3．ROM是（）存储器。
（a）非易失性（b）易失性（c）读/写（d）以字节组织的4．数据通过（）存储在存储器中。
（a）读操作（b）启动操作（c）写操作（d）寻址操作5．RAM给定地址中存储的数据在（）情况下会丢失。
（a）电源关闭（b）数据从该地址读出（c）在该地址写入数据（d）答案（a）和（c）6．具有256个地址的存储器有（ ）地址线。
（a）２５６条（b）６条（c）8条（d）16条7．可以存储２５６字节数据的存储容量是（ ）。
（a）２５６×１位（b）２５６×８位（c）１Ｋ×４位 （d）２Ｋ×１位答案：1．a2．（a）2048×8；2048；2048；8（b）512；256；256；2（c）1024×1024×4；1024×1024；1024×1024；43．a4．c5．d6．c7．b8.2随机存取存储器（RAM）自测练习1.动态存储器（DRAM）存储单元是利用（）存储信息的，静态存储器（SRAM）存储单元是利用（）存储信息的。
2.为了不丢失信息，DRAM必须定期进行（）操作。
3.半导体存储器按读、写功能可分成（）和（）两大类。
4.RAM电路通常由（）、（）和（）三部分组成。
5.6116RAM有（）根地址线，（）根数据线，其存储容量为（）位。
答案：1．栅极电容，触发器2．刷新3．只读存储器，读/写存储器4．地址译码，存储矩阵，读/写控制电路5．11，8，2K×8位8.3 只读存储器（ROM）自测练习1．ROM可分为（）、（）、（）和（）几种类型。
数字电子技术(王连英)5-9章 (4)
第8章 半导体存储器 图8.2.3 16×4位RAM
第8章 半导体存储器
8.2.2 SRAM与DRAM 1． SRAM 静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成
的。 它是靠触发器的自保持功能来存储数据的。 SRAM的优点是： 工作稳定、 工作速度快， 使用方便，
不需要附加再生电路； 缺点是： 功耗较大， 集成度较低， 成本较高。 SRAM一般用在小容量存储系统中。
第8章 半导体存储器 图8.2.2 双译码器RAM的结构框图
第8章 半导体存储器
图8.2.3所示的是一个16×4位的RAM。 当CS＝0时， RAM芯片被选中， 处于工作状态。 设 A3A2A1A0＝0011， 行地址译码线X3有效， 列地址译码器Y0有效， 即共同选中了单元［3， 0］。 若R/W＝1， 执行读操作， 将 存储单元［3， 0］中的数据送到I/O数据总线上。 若R/W＝0， 执行写操作， 将I/O数据总线上的数据写入存储单元［3， 0］ 中。 当CS＝1时， 片选无效， 不能对RAM进行读/写操作， 所 有I/O端均为高阻状态。
第8章 半导体存储器
2． DRAM 动态存储单元是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理 制成的， 其结构比较简单。 DRAM的优点是： 集成度高、 成本低、 功耗低； 缺点是： 由于MOS管栅极电容上的电荷会因漏电而释放， 即使在电源正 常接通情况下， 也会发生信息丢失， 因此在使用DRAM时必须 附加再生电路， 不断地刷新电容器上的电荷， 给使用带来麻 烦。 DRAM一般用于大容量存储系统中。
第8章 半导体存储器 4. 电擦除可改写ROM（E2PROM E2PROM是一种可在线电擦除和编程的只读存储器， 其存 储单元采用了浮栅隧道氧化层MOS管。 它既有RAM在线可读可 改写的特点， 又具有非易失性存储器ROM在掉电后仍然能保持 所存数据的优点。 写入的数据在常温下至少可以保存10年， 擦除/写入次数为1万次～10万次， 而且既可整片擦除， 也可 按字节擦除。 相比EPROM， 其擦除、 写入速度更快， 操作 更加简单方便。
第8章 扩展存储器
P2.4），8条输出线，如何获得16片存储器的
16个片选信号呢？ 解决方法：使用两片74LS138。 注意：采用译码器划分的地址空间块都是相等的，如果将地 址空间块划分为不等的块，可采用可编程逻辑器件FPGA对 其编程来代替译码器进行非线性译码。
15
8000H 9000H A000H B000H C000H D000H E000H F000H
总线信号：P0和P2.
27
2．操作时序
AT89S51对片外ROM的操作时序分两种，即执行非MOVX指令
片外锁存 的时序和执行MOVX指令的时序. 器用
（1）应用系统中无片外RAM
28
29
8.3.3 AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计
当片内FLASH容量不够用的时候，就要扩展片外的程序存储
控制信号： （1）ALE：用于低8位地址锁存控制。 （2） PSEN ：片外程序存储器“读选通”控制信号。它接 外
OE
（3）EA ：片内、片外程序存储器访问的控制信号。 扩EPROM的 引脚。
EA =1时，在单片机发出的地址小于片内程
序存储器最大地址时，访问片内程序存储器；
EA =0时，只访问片外程序存储器。
20
8.3 程序存储器EPROM的扩展
程序存储器分类：
（1）掩模ROM： 特征：在制造过程中编程，是以掩模工艺实现的，因此称
为掩模ROM。存储结构简单，集成度高;
使用：掩模工艺成本较高，因此只适合于大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM）：
特征： 芯片出厂时没有任何程序信息，用独立的编程器
写入。 使用：PROM只能写一次，写入内容后，就不能再修改。
8FFFH 9FFFH AFFFH BFFFH CFFFH DFFFH EFFFH FFFFH
电路基础原理数字信号的存储器与寄存器实现
电路基础原理数字信号的存储器与寄存器实现在电路基础原理中，数字信号的存储器与寄存器是关键的组成部分。
它们扮演着信息存储和传输的重要角色。
本文将详细介绍数字信号的存储器与寄存器的实现原理。
1. 数字信号的存储器数字信号的存储器是用于存储二进制数据的电路。
常见的存储器类型包括SR（Set-Reset）存储器、D（Data）存储器和JK存储器等。
其中，SR存储器是最简单的一种。
它有两个输入端，分别是Set和Reset，以及两个输出端，分别是Q和Q'。
当Set端为1，Reset端为0时，SR存储器的状态变为1。
当Set端为0，Reset端为1时，SR存储器的状态变为0。
当Set端和Reset端同时为1时，SR存储器的状态是无法确定的。
为了解决SR存储器的不确定性问题，D存储器应运而生。
D存储器有一个输入端D，即数据输入端。
当D为1时，D存储器的状态变为1；当D为0时，D存储器的状态变为0。
相比于SR存储器，D存储器只有一个输入端，更加简洁。
另一个常见的存储器类型是JK存储器。
JK存储器有两个输入端J和K，以及两个输出端Q和Q'。
当J和K同时为1时，JK存储器的状态不变。
当J为1，K为0时，JK存储器的状态变为1。
当J为0，K为1时，JK存储器的状态变为0。
当J和K同时为0时，JK存储器的状态也是无法确定的。
2. 数字信号的寄存器数字信号的寄存器是一种可以在时钟信号的作用下存储和传输数据的电路。
它常用于在数码管、LED灯等显示设备中，以及在计算机等系统中。
寄存器通常由触发器（Flip Flop）和多路选择器构成。
触发器有很多种类，常见的有D触发器、JK触发器和T触发器等。
与存储器类似，触发器也可以通过时钟信号的作用控制数据的存储和输出。
多路选择器可以选择不同的输入信号，并将其传递到输出端。
对于寄存器来说，多路选择器常用于选择输入信号和输出信号的连接。
寄存器的实现原理是：在每个时钟跳变的时刻，输入信号被保存在触发器中，然后通过多路选择器选择性地传递到输出端。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
说，它的存储容量为2 n×m位。
存储器的容量＝字数×位数 或门阵列来实现。
ROM的容量由
JHR
数字电路第8章存储器
2. 4×4ROM的电路结构和简化框图
JHR
数字电路第8章存储器
JHR
数字电路第8章存储器
单位有位、字节、字、字长等的基本概念。
（1）位
计算机系统中，一个二进制的取值单位称为 二进制位，简称“位”，用b表示（bit的缩写），是表 示信息的最小单位。
JHR
数字电路第8章存储器
（2）字节
通常将8个二进制位称为一个字节，即连续8个 比特，就是一个字节。简称B（Byte的缩写），是 表示的基本单元。在微型计算机中，往往以字节 为单位来表示文件或数据的长度以及存储器容量 的大小。除此之外，还可用K，M，G或T为单位。 例如，一台电脑的内存是128兆字节，就是说这台 电脑有128个百万字节的内存。
3. 4×4ROM电路的工作原理
（1）当使能控制S＝1时，A0、A1在“00～11”中 取值，W0～W3中必有一根被选中为“1”。此时，若 位线与该字线交叉点上跨接有二极管，则该二极管 导通，使相应的位线输出为“1”；若位线与字线交叉 点无二极管，则相应的位线输出为“0”。
存储器（Memory ）：是数字系统中记忆大量 信息的部件。
存储器的功能：是存放不同程序的操作指令及 各种需要计算、处理的数据，所以它相当于系统存 储信息的仓库。
典型的存储器：由数以千万计的有记忆功能的 存储单元组成，每个存储单元可存放一位二进制数 码和信息。
随着大规模集成电路制作技术的发展，半导体 存储器因其集成度高、体积小、速度快，目前广泛 应用于各种数字系统中。
2. 内存储器（主存储器）
内存储器是数据和代码的临时存放设备，存放 输入／输出数据以及CPU进行计算、处理的数据。
JHR
数字电路第8章存储器
内存储器可分为RAM（Random Access Memory ，随 机存储器）和ROM（Read Only Memory ，只读存储 器）。目前，内存储器一般为半导体存储器。
（1）随机存储器RAM
RAM的特点是可读可写，但关机后存储的信 息将自动消失。RAM又分为动态存储器DRAM （Dynamic Random Access Memory ）和静态存储器 SRAM（Static Random Access Memory ）。
JHR
数字电路第8章存储器
◆动态存储器DRAM DRAM主要用于主存储器（俗称内存条）的制造。 ◆静态存储器SRAM
第八章 存储器
【本章讲授主要内容】
1.存储器的概念 2.只读存储器（ROM） 3.可编程序逻辑阵列（PLA） 4.随机存取存储器（RAM） 【本章重点难点】 1.重点：RAM存储器的工作原理、扩展， ROM的工作原理以及存储器的应用。 2.难点：存储器的应用
JHR
数字电路第8章存储器
第一节 存储器的概念 一、存储器的定义
JHR
数字电路第8章存储器
二、存储器的分类 从信息的存取情况来分，可分为：
存储器（Memory）
随机存取存储器（RAM） Random Access Memory
只读存储器（ROM） Read Only Memory
JHR
数字电路第8章存储器
1.随机存取存储器（RAM） 在操作过程中能任意“读取”某个单元信息，或
SRAM主要用于高速缓存，其存取速度比 DRAM分快得多。
JHR
数字电路第8章存储器
（2）只读存储器ROM
ROM中通常用来存放一些不能改写而用于管理 机器本身的监控程序和其它基本的服务程序。它存 储的信息一般由厂商在制造时写入的。如主板上用 以存储基本输入输出系统——BIOS的ROM。 （BIOS是电脑基本输入输出系统），在开机时， CPU首先执行ROM BIOS中的指令来搜索磁盘上的 操作系统文件。早期的ROM不能改写，随着科学技 术的发展，ROM中的数据已经可以更新。
JHR
数字电路第8章存储器
3.外存储器
外存储器与内存储器相比，存储容量大，可 靠性高，价格低，在脱机情况下可永久保存信息。 但速度较内存储器慢得多，它属外部设备。
主要有：软盘存储器、硬盘、光盘等。
JHR
数字电路第8章存储器
第二节 只读存储器（ROM）
只读存储器(ROM)中的信息一旦写入，在正常 工作时，只能读出信息而不能修改，其所存信息 在断电后仍能保持，常用于存放固定的信息。
JHR
数字电路第8章存储器
1KB＝210B＝1024B 1MB＝1024KB 1GB＝1024MB 1TB＝1024MB
如IBM－PC各微型机的基本内存空间是640KB。 常用的3.5HD软盘容量是1.44MB，硬盘容量有 1GB、4GB、6GB、10GB、20GB、30GB、40GB、 80GB等。
一、功能与结构
JHR
数字电路第8章存储器
JHR
数字电路第8章存储器
1.只读存储器（ROM）的结构
ROM的一般结构，它由地址译码器、存储矩阵 和读出电路三部分组成。图中n位地址（A0～An－1） 经译码器译出后使2n字线
（W0～ W 2n 1 ）中的一条有效，从而在存储矩阵2n 个存储单元中选中其中之一。通过被选通单元的m
在某个单元“写入”需存储的信息，常称为“读写存 储器”。
2.只读存储器（ROM） 在正常工作时，它存储的数据固定不变，存储器
的数据只能读出，不能写入。要在存储器中存入数 据，须具备特定的条件。
JHR
数字电路第8章存储器
JHR
数字电路第8章存储器
三、计算机中信息的表示方法
1.信息单位
计算机系统中，对信息表示的
JHR
数字电路第8章存储器
（3）字
计算机在执行存储、传送等操作时，作为一 个整体单位进行操作的一组二进制，称为一个 计算机字，简称字。计算机的存储器中，每个 单元通常存储一个字，因此，每个字都是可以 寻址的。
JHR
数字电路第8章存储器
（4）字长
每个字所包含的位数称为字长。由于字长是计 算机一次可处理的二进制数的位数，所以，它与计 算机处理数据的速率有关，是衡量计算机性能的一 个重要因素。如，APPLEII等微型机的字长是8位， 称为8位机，IBM－PC／AT微机是16位机，486、 586微型机是32位机等。一般计算机的字长越大，其 性能越高。